擺動流嘴在高爐煉鐵中的應用

李光遠

（山鋼集團萊蕪分公司銀山型鋼有限公司煉鐵廠，山東 萊蕪 271104）

高爐爐前設備能否持續、高效、安全工作直接影響到煉鐵的生產效率與鋼鐵行業的發展。擺動流嘴是煉鐵大中型高爐出鐵場的專用設備，一般安裝在出鐵場下面，其作用是把經鐵水溝流出的鐵水注入出鐵場平臺下的任意一個鐵水罐中。因擺動流嘴故障不能準確及時地把鐵水注入出鐵場平臺下的鐵水罐中，將造成跑鐵水、燒鐵水罐、燒鐵軌等事故，迫使高爐出鐵人員全壓堵鐵口，危險因素很大，因此保證擺動流嘴設備的正常使用成為高爐安全穩定運行的重要條件。

1 擺動流嘴作用

現代冶煉的型高爐的出鐵量大，采用傳統出鐵場單線鐵路排鐵水罐的方式，存在的主要問題是鐵溝長，罐位多，出鐵場面積也大。導致爐前出鐵工作量大，而且造成基建投資也增加很多。因此擺動流嘴在當代高爐中得到廣泛應用。擺動流嘴安裝在出鐵場鐵水溝下面，其作用是把經鐵溝流出的鐵水，轉換到左右任意方向，注入出鐵場平臺下的鐵水罐車中。同傳統把鐵水經鐵水、流嘴直接流入各鐵水罐車的鐵水處理方法相比，擺動流嘴具有下列優點：

縮短了鐵溝長度，優化了生產現場布置，減少了基建投資；減少了在現場高溫、粉末條件作業，降低了工人的勞動強度；減少了了修補鐵溝的作業，提高了爐前鐵水運輸能力，使高爐車間和鐵路布置更為簡化。

2 擺動流嘴的組成

萊鋼擺動流嘴主要由傳動裝置、鏈傳動、橫粱裝置、指示盤等組成。擺動流嘴的主要規格如下：包含擺動流嘴、擺動托架、傳動裝置及電控整套設備，流嘴總長?3800mm（可調整），擺動角度±8°最大±16°（可調）；運行時間13～16s，支鐵溝流 嘴溝底高度為8.00m。

擺動流嘴的特點是：

(1)驅動裝置采用電機傳動，對高溫環境較為安全可靠；

(2)設有鏈條傳動，以便在驅動裝置發生故障時，不影響高爐出鐵；

3 爐前擺動流嘴系統改造

3.1 設備現狀

爐前擺動流嘴是爐前最關鍵的設備，它的使用狀況的好壞直接影響著高爐出鐵。它是由氣馬達、擺線針輪減速機、差動聯軸器、渦輪渦桿減速機、連桿及流槽組成（見圖一）。有氣動和手動兩種傳動方式，手輪通過鏈條連接在差動聯軸器上。如果氣動系統出現故障，可用手動備用。

3.2 改造原因

雖然擺動流嘴以氣動為主，手動備用。并且氣動系統運行十分可靠，但是氣動系統一旦出現停氣或氣壓不穩、氣動系統出現故障等，用手動操作，需轉動400多轉擺動溜嘴才能到位，不但工人勞動強度高，而且擺動流嘴轉速太慢，不能實現出鐵倒罐，甚至出現鐵水外溢燒壞鐵軌的重大事故，給高爐安全運行帶來很大的隱患。因此，對擺動流嘴系統進行改造非常急迫，采用電動控制代替手動控制。這樣氣動系統有問題時，可用電動帶動擺動流嘴，確保擺動溜嘴安全。

3.3 實施過程及原理

由于活塞式氣動機的轉速是800r/min，擺線減速機傳動比I=11，差動聯軸器動力傳動比I=1.103，手動時I=10.7。因此推算過程如下：

氣動一級減速后的轉速為v1，則v1=800/11=72.72r/min

氣動二級減速后的轉速為v2，則v2=72.72/1.103=65.93r/min

經過兩次減速后，差動聯軸器輸出軸轉速為65.93r/min。又因為差動聯軸器手動時I=10.7，設手輪轉速為v，則v/10.7=65.93 r/min,即：v=705.45 r/min。

因此，選轉速在705.45r/min左右的電機，經查手冊，選擇了3KW，8級的電機，型號為Y132M-8 3KW，轉速為710r/min。由于電機轉速與所需轉速相差不大，因此采用電機直接帶動鏈條傳動。制動器選擇的是YWZ-200/25，主要備件到貨后，利用開爐期間把爐前四個擺動流嘴的手動部分全部改造成電動部分，如圖二所示。

4 改造效果及效益分析

4.1 在改造后設備投入運行以來，電動部分工作正常，解決了氣壓不穩或氣動系統有問題不能正常使用的情況，更重要的是避免了設備故障的發生。改造成本低，設備維護簡單，操作容易，大大減輕了爐前工的勞動強度。有效的避免了，鐵水外溢的現象的發生，從而避免了燒毀鐵路道軌的重大安全事故的發生。

4.2 效益分析

（1）因氣壓不穩造成的生鐵產量的損失

每月因氣壓不穩至少造成兩次減風，每次減風影響產量350噸計，每年影響生鐵產量為：

1×350×12=4200 噸

（2）因氣動系統故障造成的生鐵產量的損失

按每月擺動溜嘴出現一次故障，造成單鐵口出鐵，每次停機檢修4人，每月將影響生鐵產量為：

2100/24×4=350 噸

每年少產鐵350×12=4200噸

由以上數據可以得知，通過擺動流嘴的結構設計優化，設備產能得到明顯提升。

結語

本文主要介紹了擺動流嘴高爐煉鐵技術中的應用及其重要性。闡述了擺動流嘴存在的問題，并提出了解決方案。通過采用電動控制代替手動控制。這樣氣動系統有問題時，可用電動帶動擺動流嘴，確保擺動溜嘴安全好用。設備經改造后，運行穩定，產能得到有效提升。

[J]周金超.擺動流嘴的結構與原理分析[J].裝備制造技術，2009,（2）：71-73.